V Nasinem tekmovanju za izdelavo ventilatorja v 37 dneh

Začelo se je z naključnim srečanjem v kavarni Jet Propulsion Lab (JPL).

Vodilni inženir je v začetku marca naletel na vodjo direktorata za inženiring in znanost JPL, medtem ko ko so razpravljali o trenutnih dogodkih, so se na glas spraševali, ali obstaja način, da bi JPL lahko prispeval k boju proti corona virus. Poslali so elektronsko sporočilo z vprašanjem, ali ima kdo ideje ali bi prostovoljno pomagal, in kmalu se je zbrala cela ekipa inženirjev.

Rezultat tega naključnega srečanja je prototip ventilatorja za pomoč pri dihanju kritično bolnih bolnikov s COVID-19, zasnovan v samo 37 dneh. Prototip je odobrila Uprava za hrano in zdravila (FDA), kar pomeni, da je zdaj lahko proizvajajo in jih začnejo pošiljati, da bi olajšali kronično pomanjkanje ventilatorjev v ZDA. bolnišnice.

Kot je za Digital Trends povedal Chris Yahnker, eden prvih prostovoljcev, ki se je pridružil projektu, je bila pot za vpletene inženirje čustvena.

"Včasih smo vsi potočili solzo," je dejal. "V vaši karieri ni veliko trenutkov, ko lahko resnično rečete: 'Naredil sem resnično razliko.'"

Od vesoljskih robotov do medicinskih ventilatorjev

Yahnker, nadzornik skupine za robotiko v ekstremnih okoljih pri JPL, običajno načrtuje robote za NASA za raziskovanje težkih okolij Marsa, Venere, Evrope in drugod. Toda ko je prejel e-pošto o novem projektu - v bistvu sprašuje, ali bi lahko zgradili ventilator iz delov, ki so jih našli okoli hiše ali v lokalni trgovini s strojno opremo – vedel je, da jih želi dobiti vključeni.

Prvi vikend se je vrtel po svoji garaži in razmišljal o vsaki divji zamisli, ki mu je padla na pamet dva ali trije drugi ljudje — vse od uporabe plastičnih steklenic za vodo do uporabe črpalke iz zračne vzmetnice.

Do naslednjega tedna je ekipa ugotovila, da ima priložnost ustvariti nekaj, kar bi lahko resnično pomagalo ljudem. In tik preden so uslužbence JPL poslali domov na delo na daljavo, so se inženirji posvetovali s strokovnjakom za bolezni dihal iz bližnje bolnišnice, ki je pojasnil podrobnosti o tem, kaj zdravniki potrebujejo ventilator za bolnike s koronavirusom posebno.

To je sprožilo vzpon zanimanja drugih inženirjev JPL, ki so oblikovali ožjo ekipo sedmih ali osmih ljudje ob podpori desetin drugih, ki so delali na oblikovanju novega ventilatorja z osupljivo hitrostjo.

Ustvarjanje razlike

Izdelava ventilatorja je ena stvar. Toda načrtovanje nečesa, kar ustreza smernicam FDA in kar bi bilo mogoče odobriti in hitro uvesti, je bilo nekaj povsem drugega. Navsezadnje je bil dizajn malo uporaben, če ga ni bilo mogoče takoj dati v bolnišnice.

Druga ključna skrb za ekipo je bila, da niso želeli odvzeti iz dobavne verige obstoječih proizvajalcev ventilatorjev - ne bi imelo smisla oblikovati novega ventilatorja, če bi tekmoval s tradicionalnimi ventilatorji za omejeno ponudbo delov. Zato so iskali dele iz panog, kot je varilna industrija, ki so bili poceni in lahko dostopni ter ne bi motili proizvodnje drugih ventilatorjev.

Želeli so tudi zagotoviti, da se ventilator lahko uporablja z ali brez bolnišnične oskrbe s plinom, zato so je ustvaril dve zasnovi - eno za uporabo v bolnišnicah z razpoložljivimi plinskimi vodi in eno samostojno za uporabo v nujnih primerih nastavitve.

In čeprav so bili sprva osredotočeni na zagotavljanje ventilatorjev za ZDA, so želeli tudi zagotoviti, da bodo ventilatorji lahko uporabljati mednarodno, zato je morala zasnova omogočati različne električne napetosti in frekvence, ki jih najdemo po vsem svetu.

Kako torej pristopiti k takšnemu izzivu? Tako različno kot oblikovanje roboti za raziskovanje ledenih Jupitrovih lun in načrtovanje dela medicinske opreme za pomoč pri dihanju je lahko na nek način podoben pristop za oba. Osnovna vprašanja — Kaj mora ta naprava narediti? Kakšne so zahteve? - ostati enak.

"Ubrali smo zelo podoben pristop k temu, kako običajno načrtujemo stvari," je pojasnil Yahnker. »JPL je velik razvijalec sistemov. To delamo zelo dobro. Razmišljamo o problemu, razmišljamo o vseh interakcijah, razmišljamo o podkomponentah sistema in o tem, kako delujejo skupaj, nato pa napišemo robusten niz zahtev. Večinoma smo sledili istemu procesu tukaj.«

Osebni vpliv

Največja razlika med tipičnim projektom JPL in tem pa so bili vključeni časovni okviri. Nasini projekti se običajno načrtujejo več desetletij, pri čemer je veliko pozornosti posvečeno vključitvi presežkov, rezervnih rezerv in dolgoročnega načrtovanja. Ventilatorje je bilo treba ustvariti čim hitreje, kar je pomenilo radikalen premik v ponavljajočo se miselnost.

»Večina se nas je začela ukvarjati z inženiringom, ker smo želeli kaj spremeniti,« je dejal Yahnker, »in delati za JPL pri raziskovanju vesolja je kul in narediš veliko razliko v svetu. Toda te stvari lahko trajajo desetletja, da se uresničijo. To je bila zelo drugačna izkušnja. Premika se zelo hitro in potreba je resnična. To, kar počnete danes, ima najbolj neposreden učinek na svetu.«

Zlasti pogovori z zdravniki na prvi liniji so resnično opozorili na pomen zagotavljanja opreme in na to, kako lahko ustvarjanje učinkovitejše zasnove resnično reši življenja. »Res se dobro počutiš glede tega, kar počneš. Zaradi tega so dolge ure od 10 do 12 ur na dan bolj prijetne, ne samo zame, ampak tudi za mojo družino, ki me sprašuje, koliko časa bom preživel v domači pisarni. Ko jim pokažeš delo, ki ga opravljaš, in razliko, ki jo delaš v svetu, je dober občutek.«

Pomoč človeštvu kot celoti

Z ventilatorjem odobrila FDA, NASA ponuja dizajn kot brezplačna licenca. Zdaj mora ekipa samo najti proizvajalca, ki bo začel proizvajati ventilatorje in jih zagotavljati bolnišnicam.

Naprave so zdaj uporabne in pomembne, a so tudi pokazatelj, kaj zmore majhna skupina odločnih ljudi v času krize.

Če bi se ponovno pojavila potreba, so inženirji, kot je Yahnker in njegovi kolegi iz JPL, pripravljeni in sposobni pomagati.

"Če smo lahko pripravljeni, če se, bog ne daj, v prihodnosti zgodi še kakšna taka stvar, smo vsi v igri za to - zagotoviti, da lahko pomagamo človeštvu kot celoti," je dejal Yahnker.

Priporočila urednikov

• Znotraj norega načrta, da poberem in prinesem domov delček Venerinega vzdušja
• Oglejte si, kako se na vesoljski postaji razprostira NASA-in novi sončni niz
• Nasini junijski nasveti za opazovanje neba vključujejo Mars v čebeljem panju
• Kako gledati prihod Nasine zasebne misije na vesoljsko postajo
• Oglejte si, kako NASA uspešno izstreli povsem zasebno misijo na ISS